Мембранные белки подразделяют на трансмембранные (пересекающие мембрану), периферийные (связанные с поверхностью мембраны) и липид-анкерированные (связанные с липидами в мембране). Трансмембранные белки имеют гидрофильные и гидрофобные участки, позволяя им проникать через мембрану. Периферийные белки связаны с мембраной через электростатические взаимодействия или другими белками. Липид-анкерированные белки связываются с мембраной через липидные хвостики. Различные группы мембранных белков выполняют функции транспорта веществ, клеточного распознавания, сигнальной передачи и структурной поддержки клетки.